Libracja: Różnice pomiędzy wersjami

'''Libracja''' (od [[łacina|łacińskiego]] ''libra'' - waga, ''librare'' - kołysać się w równowadze) to powolne wahania, azwyczajzazwyczaj bryły jednego ciała niebieskiego, obserwowanego z powierzchni innego, ale także - cykliczne wahania [[długość orbitalna|długości orbitalnej]] naturalnych [[satelita|satelitów]] planet oraz niektórych elementów ich [[orbita|orbit]], powodowane [[rezonans|rezonansami]] ich okresów obiegów (np. u kilku większych księżyców Saturna). W przypadku [[Księżyc|Księżyca]] termin ten określa pewien rodzaj ruchów globu księżycowego, oglądanych z Ziemi, a objawiających się drobnymi okresowymi przemieszczeniami szczegółów widocznych na tarczy Księżyca względem jej środka i brzegu. Librację Księżyca odkrył [[Galileusz]] w 1637 r.; niemal jednocześnie badał ją także [[Heweliusz]]. Okres obrotu Księżyca wokół własnej osi jest [[obrót synchroniczny|zsynchronizowany]] z okresem obiegu dookoła Ziemi. Zatem zwraca się on do naszej planety zasadniczo cały czas tą samą stroną. Zjawisko libracji pozwala jednak oglądać z Ziemi wąski pas brzegowy drugiej strony Księżyca. Odpowiednio długo prowadzone obserwacje pozwalają zobaczyć 59% jego powierzchni.

Na podstawie rozmiarów globu księżycowego i jego odległości od Ziemi można obliczyć, że w danej chwili widzimy niespełna połowę jego powierzchni (przeciętnie ok. 49.77 %). Pobieżna nawet obserwacja szczegółów na tarczy Księżyca wystarcza, by stwierdzić, że Księżyc jest zwrócony ku nam stale tą samą stroną swojego globu. Wynika to z (rezonansowej) równości okresu obrotu Księżyca wokół jego osi i średniego okresu jego obiegu wokół Ziemi, zwanego miesiącem gwiazdowym (liczącym ok. 27.32 dni). Jednak prędkość kątowa obrotu Księżyca jest - w dużym przybliżeniu - stała, a prędkość kątowa jego ruchu orbitalnego podlega wyraźnym wahaniom okresowym, typowym dla ruchu po orbicie eliptycznej, modyfikowanej dodatkowo drobnymi zaburzeniami ze strony Słońca i planet (przede wszystkim [[Wenus]] i [[Jowisz|Jowisza]]). Warunki te powodują powstanie '''libracji w długości''', której okres byłby oczywiście równy miesiącowi gwiazdowemu, w przypadku stałej orientacji orbity Księżyca w przestrzeni. Orbita ta jednak obraca się powoli w swojej płaszczyźnie (ruch linii apsyd) "umykając" jakgdybyjak gdyby krążącemu po niej Księżycowi. Wskutek tego ów dociera do jej perygeum z systematycznym opóźnieniem. Powtarza się to w okresie miesiąca zwanego anomalistycznym (ok. 27.55 dni); jest on zatem okresem libracji w długości. Termin długość odnosi się tu do długości selenograficznej. Kartografia księżycowa posługuje się bowiem układem współrzędnych (długość i szerokość) selenograficznych, analogicznych do współrzędnych geograficznych, stosowanych w kartografii ziemskiej. Zerowy południk selenograficzny (odpowiednik ziemskiego [[południk Greenwich|południka Greenwich]]) połowi nam np. w pewnej chwili tarczę Księżyca, przebiegając dokładnie przez jej środek, a kiedy indziej - wskutek libracji w długości - widnieje na lewo lub na prawo od środka tarczy. Amplituda (selenocentryczna) tych wychyleń wynosi prawie 7.9°. Dodajmy tu - przy okazji - że geocentryczne wartości wszelkich efektów libracyjnych są ok. 220 razy mniejsze od ich wartości selenocentrycznych. W poprawnym opisie geocentrycznym określenia "na lewo" i "na prawo" należy zastąpić ogólniejszymi: " na wschód" i "na zachód". W opisie selenocentrycznym, na globie księżycowym, będą to oczywiście kierunki akurat przeciwne.

Ponieważ obie libracje mają nieco różne okresy, więc - generalnie - oba ciągi charakterystycznych dla nich efektów libracyjnych będą się powtarzać (w przybliżeniu) w rytmie ich tzw. dudnienia, tzn. co 78 miesięcy anomalistycznych, równych 79 miesiącom smoczym, czyli co ok. 2149.5 dni (5.886 lat). Materiał obserwacyjny zebrany w (conajmniejco najmniej) takim okresie pozwala stwierdzić, że dzięki obydwu składowym libracji możemy widzieć z Ziemi łącznie - wprawdzie "na raty" - ale aż 59 % powierzchni Księżyca.

W [[rocznik astronomiczny|rocznikach astronomicznych]] podaje się wartości obydwu składowych libracji. Są to współrzędne selenograficzne środka tarczy Księżyca "widzianej" ze środka Ziemi. Tak określonej libracji nadajemy przymiotnik "geocentryczna". Należy tu dodać, że cała tarcza Księżyca wykonuje na tle siatki niebieskiego układu równikowego pokaźne widome wahania wokół swego środka, podobne do wahań balansu w zegarku. Dlatego - oprócz współrzędnych selenograficznych środka tarczy Księżyca - podawany jest w tabelach rocznikowych również geocentryczny kąt pozycyjny osi obrotu Księżyca. Kąt ten jest odliczany wokół tarczy Księżyca od północnego punktu przecięcia się jej brzegu z kołem deklinacyjnym, przechodzącym przez środek tarczy, a kierunek liczenia jest przeciwny ruchowi wskazówek zegara. Ów kąt zmienia się okresowo w szerokim przedziale wartości, wynoszącym maksymalnie ok. 49.9°, a minimalnie ok. 43.7°. Oba te skrajne zakresy wahań występują naprzemianna przemian co 9.3 lat, a powtarzają się co 18.6 lat, czyli w okresie obiegu ekliptyki przez węzły orbity Księżyca. Połowa różnicy amplitud tych ekstremalnych wahań [(24.95° - 21.85°): 2 = 1.55°] jest równa - jak widać - średniej wartości nachylenia równika księżycowego do ekliptyki. Główny udział w te wahania (ok. 23.45°) wnosi nachylenie równika niebieskiego do ekliptyki.